地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措

地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措

李子祥

广州万友砼结构构件有限公司 广东省广州市 510000 摘要：在我国正在进行的城市化进程中，道路交通建设作为城市基础设施，对于整个城市的稳定运行至关重要。隧道建设是当前我国道路交通建设的重要组成部分，有必要克服具体建设过程中的地形等障碍，为提高道路交通速度奠定基础。建造防护墙是一种高度机械化的方法，可以有效地提高建筑效率，减少人为因素的影响。预制管片 作为盾构隧道工程施工活动的基础，对隧道的形成和工程后期运行质量有着诸多影响。在此基础上，本文的主要内容对盾构隧道混凝土管的预制技术研究十分重要。

关键词：盾构管片；地铁；外观质量缺陷；成因分析；控制举措

引言

早在1950年，我们就开始研究护盾技术，这种技术首次应用于环卫工作。经过70多年的持续研究和探索，中国在防护技术上取得了长足的进步，这种方法已成为我国城市地铁和高速铁路隧道的主要方法。随着中国城市化水平的快速发展，越来越多的城市开始建设地铁项目，根据相关法规，这些项目的寿命为100年，给防护墙的质量带来了新的挑战。因此，需要加强管片的质量控制，以确保管片的质量是目前面临的主要问题。

1盾构隧道混凝土管片的相关概述

考虑到中国公路交通建设的现状，由于地域关系广泛，各地区的地形特征不同，许多特殊地区需要跨越地形才能修建隧道就是这样一种类型。根据隧道施工情况，有必要克服山地地形的要求，满足具体施工活动中道路交通的速度要求。管片作为盾构施工方法施工过程中的主要衬砌材料，对模具质量及随后隧道工程的实施有很大影响。目前，我国盾构隧道管片尺寸标准为内径540厘米、外径600厘米、厚度30厘米。通常，环方向由6个块组成，其中3个是标准块，2个是相邻块，最后一个是密封块。管片通常有四种应用方式:通用环、标准环、左转环和右转环。根据本国的管道设计标准，该部件的使用寿命为100年。

2地铁盾构管片常见外观质量缺陷的成因

首先，管片钢筋保护层不完整。这主要是因为在钢筋笼制造过程中，对钢筋尺寸和半径的控制不准确。例如，在焊接钢筋时，钢筋的主钢筋位置不精确，导致偏差，且钢筋和钢筋之间距离很远，且不符合相应的标准，漏筋从而导致其他钢筋中缺少钢筋，从而降低成本其次，管片的尺寸偏差。当连接到钢模和螺钉时，没有固定锁紧，导致钢模和螺钉之间存在间隙，从而导致闭合面之间存在尺寸间隙。此外，对残留在模具的混凝土渣子清理不干净产生缝隙可能导致钢模和螺杆锁不紧，从而管片尺寸变大存在是不合理影响到整个工程的质量。第三，混凝土配方不合理，混凝土混合物导致实际施工中出现裂缝，从而对混凝土的抗压强度产生严重影响。这主要是由于混凝土初凝过程中产生的水化热和冷凝过程中的水泥收缩造成的，这使得水泥无法在冷却过程中充分填充空隙，从而导致干燥的收缩裂缝；当混凝土蒸养时，过高或过低的蒸汽温度会影响混凝土的质量。四是管片碰损很严重。管片碰损严重是由于缺乏成品保护和管片尺寸误差；在管片制造过程中，也可能存在质量差的原材料不符合设计要求，这可能导致管片在使用过程中快速磨损；这也可能是由于在施工过程中混凝土浇筑时振动时间不足造成的，导致混凝土不致密，因此内部有缺陷；此外，管片施工完成后，以后不进行维护和保养可能会造成更大的危害。五是混凝土的外加剂，在混凝土中添加过多的外加剂可能会导致混凝土更高的粘度，并在浇筑过程中使空气滞留在混凝土中；混凝土注入后，混凝土分层，导致混凝土水急速升温；混凝土浸渍或泄漏振动不足可能导致混凝土产生气泡。第六，存在外观质量缺陷，按设计及规范要求，同一段的管片表面颜色应相同；钢筋混凝土管片不得有外表缺陷、外表裂纹、外表污染；不应出现影响结构性能和贯穿的裂缝；不得有漏振、孔、蜂窝状等气泡缺陷。

3地铁盾构管片常见外观质量缺陷的控制举措

3.1裂缝控制举措

(一)加强原产地材料的质量控制。首先要加强水泥、骨料等的质量控制。管片选用高C3A、低收缩水泥，砂粒和进口石料粒需严格控制泥浆量(小于0.2%)和酸性硅，以避免过量泥浆造成的裂纹问题。与此同时，各种原料入场时应按要求进行质量控制，从而避免管片出现裂缝。第二，严格的生产工艺质量控制，特别是管片干缩裂缝，是影响干缩裂缝的一个关键因素，具体取决于混凝土过程中每单位水量。因此，在设计分配时，应充分考虑到每单位用水量对干裂的影响，并通过增加适当比例的减水剂来减少每单位用水量，以尽量减少由此产生的干裂。(2)加强执行监督。首先，应严格控制整体搅拌施工质量，延长适当的搅拌时间，妥善搅拌骨料和胶水，避免搅拌不足造成浮泥问题，控制50 ~ 70mm的整体搅拌。其次，应加强质量控制，为了防止振动过程中出现振动缺陷，振荡泄漏导致振动不均匀，影响管片的整体强度，合理选择振动装置，严格控制混凝土的振动时间，防止过度振动导致骨料分离、离析等问题。

3.2钢筋骨架成型和焊接质量控制

在生产工作中，骨架应首先进行样板笼验收工作，样板笼验收合格后，方能进行大规模材料、焊接和制造。钢筋主体的单面材质是形成的，在焊接过程中必须符合钢筋结构的焊接构造标准。焊接工作前，有关人员应准确检查焊接点钢筋支座的尺寸，同时有效确认钢筋的放置和安装符合标准。焊接工作完成后，需要通过焊接取样方法送检。焊接标准要求每间隔取样15个环。焊接表面应足够平整干净，没有明显的裂纹和缺陷。

3.3管片模具的质量控制

在进行管片生产活动之前，工作人员必须在组模过程中彻底清洗模具，特别是容易积聚污物的位置，例如模具角度和槽位置。清洁完成后，模具内不得有污垢。工作结束时，工作人员应喷脱模剂，并应确保脱模剂均匀喷入，不能有液体积聚。模具合模工作完成后，工作人员应严格遵循装配过程，严禁以相反顺序装配，以免模具变形，不利于以后的使用。

3.4混凝土成型控制

混凝土成型控制是地铁盾构管制造过程中质量控制的一个重要组成部分，要求正确固定模板，并向其中注入混凝土材料。在混凝土注入过程中，应充分利用振动器，确保均匀注入混凝土。使用振动机械前，如螺栓和埋件已完全固定，需确认混凝土施工模具合好，打开振动设备后，混凝土材料应准确定向至盖板的开口区域-浇筑振动时，需确保混凝土材料中气泡或水气泡排出后方能停止振动。混凝土浇筑完毕后，应相应保存混凝土取样试块。此外，混凝土防渗试验样品应在混凝土区域内随机抽取，样品数量应根据实际施工设计确定。混凝土材质应用后，表面需要保护层，混凝土表面的湿度可通过复盖塑料布层或稻草帘来保证，混凝土构件表面也应确保达到初凝状态，以保证整体质量自然养护工作完成后，将管片直接运至水池。通常需要大约一个月的时间，然后才能运至施工现场。

3.5管片养护质量控制

管片混凝土施工结束时，应根据气候变化从1小时到2小时停止。蒸汽工作时，应严格控制升降温度，每小时10℃~15℃。蒸汽湿润操作结束时，应确保管片的环境温度与表面温度的温差不超过20℃，并应避免蒸汽养护过程中出现温度裂缝。在管片脱模工作中，强度必须始终大于20MPa，如果强度不足，严禁进行脱模工作。脱模工作完成后，工作人员应对管片进行保温保湿工作，以避免因温差问题造成管片出现裂缝。冷却后，湿润养护14天以上的水养时间，提高管片混凝土强度，改善管片混凝土质量。北方地区冬季施工时，要严格控制室内温度，通常温度介于10℃和15 ℃之间，以确保管片模具周转。蒸汽养护工作完成后，工作人员必须进行保温和保湿工作，使管片均匀冷却。严禁把管片直接暴露在冷空气里。水池维修时，应确保水温始终在18℃ ~ 22℃，能够根据气候温度适当延长水养时间，保证管片质量，保证隧道施工活动顺利进行。

3.6管片修补

应及时采取纠正措施，应对管片表面转角碰损、混凝土开裂、宽度大于0.1mm的非横向裂纹等情况。修补所用材料的抗拉强度和压度大于或等于管片强度。(1)修理方法:脱模、搬移管板时，如管片混凝土碰损、裂纹缺陷等，应及时修补。可以使用sc—1混凝土粘结剂或规定的方法修复碰损的边角；两侧和两端底部的倒角点可以用粘结剂和混凝土砂浆修复，修复完成后的管片，只有在得到监理工程师的批准后才允许发货出厂。(2)维修质量控制:无论缺陷如何，修补处与管片的原有颜色无颜色差异，修理后的强度不得低于管片的实际强度，应合理调整白水泥搅拌量，保证砂浆颜色和颜色必须严格控制混合材料的分布比例，并让实验室试验人员参与混合材料的制备，严格控制配制质量，确保成品质量符合设计要求。定期对修补人员进行技术培训，需要及时改善技术状况，熟悉修补技术，并确保修补程序的质量。

3.7检查管片装配质量

首先，对操作人员进行定期培训和提高质量意识。第二，组装管片时应注意以下几点:第一，不得有任何碎片(沙子等)。)在管片接头之间，装配时应自下而上，密封环应合理使用微调油缸减少径向表和环向的变形和损坏，缓慢插入封顶快，保证拼装质量。第二，必须按装配顺序拧紧螺杆，不能在完全拧紧螺杆的管片进行移动，且末端有轻微上升的趋势时，应注意不要损坏管片。三、放置管片后，先拧紧纵板螺栓，然后拧紧环向螺栓。整个环装配完毕后，所有连接均匀拧紧，保持紧密。五个相邻片再次拧紧，达到设计扭矩值。第四，管片的接触面必须正确对齐，以防止装配中的管片接触或与现有管片的转角接触，并防止其在由千斤顶推动时出现缺陷和裂纹。当防护板结构方向与管片不同时，后防护板会挤压管片，此时必须立即改变防护板结构方向以避免压缩开裂。第五，如果局部环形面在安装过程中不平整，应立即停止安装，并通过添加密封条进行调整，直至环形面全部平整后再继续安装。

结束语

盾构管片属于薄壳结构，配筋特殊，质量要求高，外观质量问题缺陷极易出现。对此，相关工作人员必须对裂缝、气泡、崩边等常见外观质量缺陷的所致成因予以分析，并严加控制，采取具有针对性的防范措施，从而为提高盾构隧道建设质量夯实基础。

参考文献

[1]郭银新.盾构隧道管片破损及缺陷治理方法研究[J].现代城市轨道交通,2020(5):55-60.

[2]王艳艳,滕岩,邓亮.地铁盾构管片外观质量生产工艺控制[J].建筑技术,2017,48(10):1088-1090.

[3]戴刚.盾构隧道管片预制质量控制及拼装问题解析[J].工程与建设,2019,33(2):221-223.

[4]李海亮,程斐.地铁施工盾构机选型及施工组织探讨[J].工程技术研究,2021,6(2):114-115.

[5]虞君长.预制混凝土管片生产工艺及质量控制研究[J].广东建材，2019，35（2）：16-19.

[6]李建伟，冯硕，张士俊，等.浅谈盾构砼管片生产常见质量问题管控措施[J].建筑工程技术与设计，2018（12）：5258.